[发明专利]全向移动底盘及其调平方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种底盘，特别涉及一种全向移动底盘及其调平方法。

背景技术

机器人用途广、发展迅速，已经进入到各行各业以及我们的生活中，一些特殊用途的机器人，即像是运动类机器人，要求运动灵敏、制动及时，且运行平稳，全向移动。

要实现全向移动，就会应用到全向轮，这种轮子的运动原理是靠每个轮子的速度方向的合成来决定最终机器人的速度方向，程序控制每个轮子的正反转和转速，在运行时，如果该机器人底盘上的轮子如果存在不共面，那么每个全向轮的相对地面的正压力就存在不同，那么如果有至少一个轮子出现正压力不足，或者遇到地面凹凸不平轮子无法调节导致发生打滑，使得每个轮子相对地面的摩擦力不一致，这样就会导致最终的合速度方向不对或者路径不正确，使得机器人运动过程中打滑偏转，与程序输出路径不一致，达不到精准移动的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的如果该机器人底盘上的轮子如果存在不共面，那么每个全向轮的相对地面的正压力就存在不同，那么如果有至少一个轮子出现正压力不足，或者遇到地面凹凸不平轮子无法调节导致发生打滑，使得每个轮子相对地面的摩擦力不一致，这样就会导致最终的合速度方向不对或者路径不正确，使得机器人运动过程中打滑偏转，与程序输出路径不一致，达不到精准移动的要求的上述不足，提供一种全向移动底盘及其调平方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种全向移动底盘，包括框架、驱动系统和控制系统，所述框架上设有至少三个全向轮，其中至多两个所述全向轮固定连接于所述框架，其余所有所述全向轮均连接有支架，所述支架的一端铰接在所述框架上，所述支架的另一端通过调节部件连接在所述框架上，所述调节部件能够调节与其连接的所述支架另一端相对所述框架上下运动，所述驱动系统连接每个所述全向轮，所述控制系统控制所述驱动系统带动所述全向轮转动。

采用本发明所述的全向移动底盘，由于至多两个所述全向轮固定连接于所述框架，其余所有所述全向轮连接于对应的所述调节部件，所述调节部件能够上下调节所述支架，即上下调节所述全向轮的位置，使所有所述全向轮始终位于一个平面内，保证每个所述全向轮相对地面的正压力相同，即每个所述全向轮相对地面的摩擦力相同，使每个所述全向轮的合速度方向与程序输出路径一致，精准控制移动，该底盘结构简单紧凑，连接使用方便，作用效果良好，成本低廉。

优选地，每个所述调节部件包括螺栓、螺母一、螺母二、滑块和弹簧，所述螺母一和所述螺母二均适配所述螺栓，所述滑块设于所述螺母一和所述螺母二之间，并滑动套接于所述螺栓，所述螺母一和所述滑块之间的所述螺栓处套设所述弹簧，所述螺母一一侧的所述螺栓端部铰接于所述框架，所述滑块铰接于所述支架的一端。

采用这种结构设置，通过拧转所述调节部件上所述螺母一和/或所述螺母二的位置，限制所述弹簧和所述滑块的位置，带动所述支架相对所述框架上下移动，以此来上下调节所述全向轮的相对高度，即调节该底盘相对地面的高度，通过调节所有所述调节部件将所有所述全向轮调节共面，调平该底盘，同时所述弹簧沿所述螺栓拉伸以及压缩对该底盘起到减震的作用，减小该底盘运行时和制动时的颤抖，使该底盘快速回复平稳状态。

优选地，所述全向轮为麦克纳姆轮或者90度全向轮。

优选地，每个所述调节部件还包括缓冲垫，所述螺母二和所述滑块之间的所述螺栓处套设所述缓冲垫。

通过设置所述缓冲垫，该底盘运行时，所述调节部件上所述弹簧被压缩，当该底盘通过凹凸不平地面时，所述弹簧伸张，所述缓冲垫吸收所述弹簧多余的弹性能量，使该底盘快速回复平稳状态，避免所述弹簧直接触碰所述螺母二，造成刚性碰撞后所述弹簧微量回弹，带动所述支架即带动所述全向轮轻微晃动。

优选地，所述缓冲垫为橡胶材质结构件。

优选地，所述驱动系统包括与每个所述全向轮对应的驱动部件，每个所述驱动部件固定连接于对应的所述支架，每个所述驱动部件的输出轴连接对应的所述全向轮。

优选地，每个所述驱动部件均为无刷伺服电机。

采用无刷伺服电机，其效率高、能耗低、噪音低、使用寿命长、可靠性良好、能够无级变频调速、相对低成本且简单易用，加上伺服系统后，可形成闭环控制系统，系统有反馈，使得整体控制更加精确。

优选地，所述控制系统为可编程逻辑控制器。

优选地，所述螺栓为台阶螺栓，所述台阶螺栓的两端分别包括螺纹段，两个所述螺纹段之间为光滑段，所述螺母一适配所述台阶螺栓上端的所述螺纹段，所述螺母二适配所述台阶螺栓下端的所述螺纹段。